क्यापेसिटर क्षमता

क्षमता बुझ्दै

सानो गिलासले थोरै मात्रामा पिउने पानी अटाउन सक्छ भने ठूलो गिलासले बढी अटाउन सक्छ। गिलास जति ठूलो हुन्छ, त्यति नै धेरै पानी अटाउन सक्छ। त्यसैले प्रत्येक गिलासको पानी अटाउने क्षमता वा यसको क्षमताको मापन हुन्छ। गिलास जस्तै, क्यापेसिटरहरूमा पनि विद्युतीय चार्ज र विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा भण्डारण गर्ने क्षमता हुन्छ। क्यापेसिटरको क्षमता, वा विद्युतीय चार्ज र विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा भण्डारण गर्ने क्यापेसिटरको क्षमताको मापनलाई भनिन्छ। क्षमता.

क्षमतालाई असर गर्ने कारकहरू

गिलासको पानी राख्ने क्षमताको आकार यसको आयतनले निर्धारण गर्छ। क्यापेसिटरहरूको बारेमा के हो? विद्युतीय चार्ज भण्डारण गर्ने क्यापेसिटरको क्षमताको आकार के ले निर्धारण गर्छ?

तलको चित्रले दुईवटा चालक प्लेटहरू मिलेर बनेको एउटा साधारण क्यापेसिटर देखाउँछ जुन निश्चित दूरीले छुट्याइएको हुन्छ। ब्याट्री जस्ता भोल्टेज स्रोतमा जडान गर्नु अघि, दुवै प्लेटहरू चार्जरहित हुन्छन्। त्यसपछि, एउटा प्लेट ब्याट्रीको सकारात्मक टर्मिनलमा र अर्कोलाई तारहरू प्रयोग गरेर नकारात्मक टर्मिनलमा जोडिन्छ।

ब्याट्रीको सकारात्मक टर्मिनलमा जडान भएपछि, ब्याट्रीमा रहेको सकारात्मक चार्जले प्लेटमा रहेका नकारात्मक चार्ज भएका इलेक्ट्रोनहरूलाई आकर्षित गर्छ, जसले गर्दा तिनीहरू ब्याट्रीको सकारात्मक टर्मिनलमा सर्छन्। यसले प्लेटमा इलेक्ट्रोनको कमी (ऋणात्मक चार्ज) र प्रोटोनको अत्यधिक मात्रा (धेरै सकारात्मक चार्ज) हुन्छ, जसको परिणामस्वरूप सकारात्मक चार्ज हुन्छ।

त्यस्तै गरी, प्लेटलाई ब्याट्रीको नकारात्मक टर्मिनलमा जडान गरेपछि, प्लेटमा रहेको धनात्मक चार्जले ब्याट्रीको नकारात्मक टर्मिनलमा रहेको ऋणात्मक चार्ज भएका इलेक्ट्रोनहरूलाई आकर्षित गर्छ, जसले गर्दा इलेक्ट्रोनहरू प्लेटमा सर्छन्। यसले प्लेटमा इलेक्ट्रोनहरूको अत्यधिक मात्रा हुन्छ, जसले गर्दा यो ऋणात्मक चार्ज हुन्छ।

दुई प्लेटहरू बीचको सम्भाव्य भिन्नता ब्याट्रीको दुई ध्रुवहरू बीचको सम्भाव्य भिन्नता बराबर भएपछि प्लेटहरू र ब्याट्री बीच इलेक्ट्रोन स्थानान्तरणको प्रक्रिया रोकिन्छ।

दुवै कन्डक्टर प्लेटहरूमा विद्युतीय चार्ज कसरी बढ्न सक्छ? अर्को शब्दमा, इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण फेरि गराउन के गर्नुपर्छ? ब्याट्रीका दुई ध्रुवहरू बीचको विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता दुई कन्डक्टर प्लेटहरू बीचको विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता भन्दा बढी हुँदा मात्र इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण हुन्छ। प्रत्येक कन्डक्टर प्लेटमा विद्युतीय चार्ज बढ्नको लागि इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण फेरि हुनको लागि, प्रयोग गरिएको ब्याट्रीलाई अर्को ब्याट्री वा ठूलो विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता भएको अर्को भोल्टेज स्रोतले प्रतिस्थापन गरिन्छ। भोल्टेज स्रोतको सम्भाव्य भिन्नता क्यापेसिटरको सम्भाव्य भिन्नता बराबर हुँदा इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण रोकिन्छ, त्यसैले यदि भोल्टेज स्रोतको सम्भाव्य भिन्नता बढी छ भने, क्यापेसिटरको सम्भाव्य भिन्नता पनि बढी हुन्छ।

माथिको समीक्षाको आधारमा, यो निष्कर्षमा पुग्न सकिन्छ कि प्रत्येक कन्डक्टर प्लेटमा भण्डारण गरिएको विद्युतीय चार्ज जति बढी हुन्छ, दुई कन्डक्टर प्लेटहरू बीचको विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता त्यति नै बढी हुन्छ। त्यसैले, विद्युतीय चार्ज (Q) विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता (V) सँग समानुपातिक हुन्छ। विद्युतीय चार्ज र विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता बीचको सम्बन्ध निम्न समानुपातिकतामा व्यक्त गरिएको छ:
Q α V
माथिको समानुपातिकतालाई समानुपातिकता स्थिरांक C थपेर समीकरणमा रूपान्तरण गरिन्छ:
Q = CV वा C = Q / V
विवरण: Q = विद्युतीय चार्ज (कुलम्ब), V = विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता वा विद्युतीय भोल्टेज (भोल्ट), C = समानुपातिक स्थिरांक, जसलाई क्यापेसिटरको क्यापेसिटेन्स भनिन्छ।

क्यापेसिटन्स मान विद्युतीय चार्ज र भोल्टेजमा निर्भर गर्दैन तर कन्डक्टर प्लेटको आकार र आकारमा निर्भर गर्दछ। क्यापेसिटन्स कन्डक्टर प्लेटको आकार र आकारमा निर्भर गर्दछ भन्ने गणितीय प्रमाण कन्डक्टर प्लेटको आकारमा आधारित क्यापेसिटरका प्रकारहरू सम्बन्धी लेखमा व्याख्या गरिएको छ, अर्थात् समानान्तर प्लेट क्यापेसिटर, बेलनाकार क्यापेसिटर दान गोलाकार क्यापेसिटरयस लेखमा, दुई कन्डक्टर टुक्राहरू बीच एक भ्याकुम छ भन्ने अनुमान गरिएको छ।

क्यापेसिटरको क्यापेसिटन्स दुई चालक प्लेटहरू बीचको पदार्थको गुणहरूमा पनि निर्भर गर्दछ। दुई चालक प्लेटहरू बीचको पदार्थलाई भनिन्छ डाइइलेक्ट्रिकडाइइलेक्ट्रिक भएको क्यापेसिटरको क्यापेसिटेन्सको बारेमा लेखमा गहन समीक्षा गरिएको छ डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक.

क्षमताको एकाइ

विद्युतीय चार्जको एकाइ कुलम्ब हो र विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नताको एकाइ भोल्ट हो, त्यसैले माथिको क्यापेसिटन्स समीकरणको आधारमा, क्यापेसिटन्सको एकाइ कुलम्ब प्रति भोल्ट (C/V) हो, जसलाई फाराड (F) पनि भनिन्छ जुन बेलायती वैज्ञानिक माइकल फाराडे (१७९१-१८६७) को नामबाट आएको हो। त्यसैले १ फाराड = १ कुलम्ब/भोल्ट।

उदाहरणका लागि, एउटा क्यापेसिटरको मान २ फाराड हुन्छ, अर्थात् क्यापेसिटरले एउटा कन्डक्टर प्लेटमा +२ कुलम्ब र अर्को कन्डक्टर प्लेटमा -२ कुलम्बको विद्युतीय चार्ज भण्डारण गर्छ, जहाँ दुई कन्डक्टर प्लेटहरूमा १ भोल्टको सम्भाव्य भिन्नता हुन्छ। यदि १२ भोल्टको ब्याट्री क्यापेसिटरमा जडान गरिएको छ भने, एउटा कन्डक्टर प्लेटमा Q = CV = (२)(१२ भोल्ट) = +२४ कुलम्बको विद्युतीय चार्ज हुनेछ भने अर्को कन्डक्टर प्लेटमा -२४ कुलम्बको चार्ज हुनेछ।

यो ध्यान दिनुपर्छ कि फाराड क्यापेसिटन्सको धेरै ठूलो एकाइ हो, त्यसैले सामान्यतया सानो एकाइ प्रयोग गरिन्छ, जसलाई माइक्रोफ्याराड भनिन्छ, जसलाई संक्षिप्त रूपमा μF (१०^-6 फाराड) देखि पिको फाराड संक्षिप्त pF (१०)^-12 फाराड)। फाराड धेरै ठूलो एकाइ हो भनेर देखाउने गणितीय गणनाहरू मा छलफल गरिएको छ समानान्तर प्लेट क्यापेसिटर प्रश्नहरूको उदाहरण.